package com.example.hot100;

import java.util.HashSet;
import java.util.Set;

/**
 * 给定一个包含 n + 1 个整数的数组 nums ，其数字都在 1 到 n 之间（包括 1 和 n），可知至少存在一个重复的整数。
 *  假设 nums 只有 一个重复的整数 ，找出 这个重复的数 。
 *  你设计的解决方案必须不修改数组 nums 且只用常量级 O(1) 的额外空间。
 *
 *  示例 1：
 * 输入：nums = [1,3,4,2,2]
 * 输出：2
 *
 *  示例 2：
 * 输入：nums = [3,1,3,4,2]
 * 输出：3
 *
 *  示例 3：
 * 输入：nums = [1,1]
 * 输出：1
 *
 *  示例 4：
 * 输入：nums = [1,1,2]
 * 输出：1
 */
public class Leetcode287_FindDuplicate {
    public static void main(String[] args) {

        int[] nums = {1, 3, 4, 2, 2};
        System.out.println(new Solution().findDuplicate(nums));
    }

    static class Solution {

        public int findDuplicate3(int[] nums) {
            return 0;
        }

        /**
         * 二分查找法
         * 使用count[i](虚拟的一个数组)表示整个数组nums中小于等于 i 的数字个数, 假设重复的数字为target
         * 则有 count[i] = i (1 <= i <= target -1); count[i] = i + 1 (target <= i <= n)
         * 即count数组有单调性,故只需要找到开始count[i] = i + 1的即可
         * @param nums
         * @return
         */
        public int findDuplicate2(int[] nums) {
            int left = 1, right = nums.length - 1, res = -1;
            while (left <= right) {
                int mid = (left + right) >> 1;
                int count= 0;
                for (int i = 0; i < nums.length; i++) { // 遍历数组求得本次的 count[i]
                    if (nums[i] <= mid) count++;
                }

                // 二分查找
                if (count <= mid) {
                    left = mid + 1;
                } else {
                    right = mid - 1;
                    res = mid;
                }
            }
            return res;
        }

        /**
         * 解法一:HashSet
         * @param nums
         * @return
         */
        public int findDuplicate1(int[] nums) {
            Set<Integer> set = new HashSet<>();
            for (int num : nums) {
                if (set.contains(num)) return num;
                else set.add(num);
            }
            return -1;
        }

        public int findDuplicate(int[] nums) {
            return findDuplicate2(nums);
        }
    }
}
